城軌車輛轉向架齒輪箱內潤滑油乳化原因分析

李嘉欣

摘要：現如今，我國的科技在不斷的發展，社會在不斷的進步，地鐵成為城市中主要的交通工具之一，為人們出行帶來了極大的便利。

關鍵詞：城軌車輛；齒輪箱；潤滑油

1引言

齒輪箱作車輛轉向架的驅動系統重要部件。對車輛的整個運行狀態有至關重要的影響。齒輪箱潤滑油主要功能是減小相對運動面的摩擦和磨損，并帶走運動過程產生的熱量。因此良好的潤滑油狀態可以大大提高齒箱的工作狀態和使用壽命。

2 現象

在某項目城軌地鐵車輛出廠前檢查中發現，齒輪箱號線齒輪箱潤滑油發生乳化現象。表現為在油位觀察鏡可以看到潤滑油呈現白色渾濁狀。且換油后再次乳化。

對齒輪箱的乳化現場的潤滑油進行油樣檢測，結果如下：

根據油品分析報告檢測結果，可以得出如下結論：

QY18-0322 齒輪箱潤滑油中含水量已經超出換油指標（換油指標：含水量大于0.2需要更換潤滑油）。

3原因分析

（一）齒輪箱密封結構

齒輪箱密封系統分為動密封和靜密封。

（1）動密封

在齒輪箱旋轉貫通部位，采用間隙密封和迷宮密封的結構。

圖1為齒輪箱正常工作過程中，齒輪箱內部壓力高于外部環境壓力，且潤滑油因大齒輪的攪動形成油霧。部分油霧通過軸承座與密封環處形成的第一徑向間隙1溢向第一環形密封腔1。由于第一環形密封腔有較好的減壓作用，部分溢出的油霧冷卻形成油滴通過回油孔流 回箱體底部。同時，粘附在密封環上的潤滑油通過密封環的旋轉甩到密封腔內。

另外，在密封環2處采用凸緣結構，有助于潤滑油回流到密封腔底部，也有效地防止潤滑油直接進入小間隙迷宮密封的貫通部位，避免潤滑油沿密封環外泄的可能。同時，在軸承座與密封環處增設了徑向間隙2，再次防止了潤滑油沿密封環外泄的可能。

在使用過程中，存在少量雜物通過軸承座與密封環形成的間隙3進入齒輪箱的可能；但，由于運行時密封圈旋轉的離心力，將其甩到密封腔2內，并通過軸承座上的出水孔排出。同時，密封環與軸承座形成的徑向小間隙迷宮密封結構，能進一步有效防止雜物進入密封結構并造成齒輪箱內污染。

（2）靜密封

箱體分箱面處，軸承座法蘭面，觀察窗蓋板等接觸密封部位采用涂樂泰587平面密封膠的方式對齒輪箱進行徑向密封。平面密封膠通過填充接觸面，使兩平面達到100%接觸，達到密封效果，防止齒輪箱內的潤滑油滲漏。平面密封膠固化后形成一層的彈性膠墊，無任何孔隙。該密封方式結構簡單，性能可靠。

軸承座和箱體之間的接觸密封還增加了O形橡膠圈密封，對齒輪箱進行軸向密封，提高密封的可靠性。O型密封圈是一種擠壓型密封，它的基本工作原理是依靠擠壓O型圈使之發生彈性變形，形成彈性密封墊，填充間隙。

3.1齒輪箱涉水深度

車輛運行過程中，齒輪箱可能存在涉水運行。根據結構尺寸計算，齒輪箱輸出端下部迷宮（即圖1間隙3）距軌面高度為300mm（全磨耗下該高度為265mm）。若涉水深度超過該高度尺寸，或涌起的水浪高度超過該尺寸，外界水分可能通過非接觸式迷宮密封進入到齒輪箱內部。

3.2齒輪箱清洗作業不當

清洗車輛或齒輪箱外部過程中，存在淋水噴頭對著齒輪箱密封端蓋迷宮密封部位情況，導致水分通過非接觸式迷宮密封進入到齒輪箱內部。

3.3齒輪箱換油作業不當

齒輪箱換油作業時，如潤滑油自身品質不良（即水含量超標）、作業用器皿吸附水分較多等，可能造成齒輪箱潤滑油乳化。

3.4齒輪箱存放不當

如齒輪箱存放不當，雨水天氣時，可能存在齒輪箱浸泡在雨水中的情況；或齒輪箱存在傾斜放置，雨水長期淋在齒輪箱密封端蓋迷宮處。以上情況均會導致水分通過非接觸式迷宮密封進入到齒輪箱內部。

4解決方法

1）對乳化的齒輪箱油進行更換，更換新潤滑油時，需確保舊油排放干凈，必要時進行多次跟換，直至油清澈為止。

2）對齒輪箱的運輸、存放加強防護，確保無雨水淋濕。

3）淋雨試驗時注意防護，避免將水直接噴灑在齒輪箱動密封處。

4結語

總而言之，齒輪箱潤滑油乳化對行車影響會產生非常大，對地鐵交通運行質量有嚴重影響。為保證車輛運營安全，應對乳化原因采取有效措施。

參考文獻

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（作者單位：廣州軌道交通建設監理有限公司）